[发明专利]具有间断电极的电化学电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年6月20日提交的第13/527,786号、标题为“具有间断电极的电化学电池”的美国专利申请，以及2011年6月24日提交的序列号为61/501,102、标题为“具有间断电极的电池”的美国临时申请为优先权，其通过引用并入本文。

技术领域

本申请通常涉及电池和电池系统领域，尤其是具有至少一个间断电极的电化学电池。

背景技术

与使用内燃机的更传统的天然气为动力的车辆相比，所有或部分动力使用电力的车辆可提供许多优点。例如，与使用内燃机的车辆相比，使用电力的车辆可以产生更少的不希望有的排放产物并且可以表现出更大的燃料效率(并且，在某些情况下，这种车辆可以完全不使用汽油，如在某些类型的插电式混合动力电动车辆中)。随着技术的不断发展，有必要为这样的车辆提供改进的动力源，例如电池系统或模块。例如，希望增加这些车辆无需对电池再充电时行驶的距离。还希望改善这种电池的性能并降低与电池系统相关的成本。

使用较新的电池化学组及提高电动车辆的性能的愿望已经引起了新的设计和工程挑战。例如，对于这种电池系统来说，在短路情况下表现出改善的热特性可能是希望的。探测在短路条件下的电池系统的热特性的一种测试是钝钉刺测试。在此测试中，电池系统通常用钉子穿刺，从而测得由系统所达到的最高温度。虽然一些当前的电池系统已经改善来谋求降低在这样的测试中所测量的最高温度，但是许多当前的电池系统，当以这种方式被穿刺时，会出现火花或燃烧行为，部分原因是由短路状态而引发的局部热点的出现。因此，提供一种改进的，例如在使用电力的车辆中使用的电池系统是希望的，其能够在短路情况下表现出改进的热特性。

发明内容

在一个实施例中，一种电化学电池元件系统包括具有所需长度的第一电极和具有一个或多个位于多个电极段之间的间隔的间断的第二电极。该系统还包括一个或多个分隔件，被放置来将第一电极和间断的第二电极隔开。该第一电极、间断的第二电极，以及一个或多个分隔件沿电池元件的长度卷绕。

在另一个实施例中，电池系统包括电化学电池元件，该电池元件包括具有所需阳极长度的阳极和具有所需阴极长度的阴极。该电池元件还包括一个或多个分隔件，被放置来将阳极和阴极隔开。该阳极、阴极，以及一个或多个分隔件沿电化学电池元件的长度卷绕，阳极和阴极中的至少一个沿给定长度是间断的。

在另一个实施例中，提供一种制造电化学电池元件的方法。该方法包括将第一电极部分绕着心轴卷绕一圈。第一电极部分是间断的电极的第一部分。该方法还包括除了第一电极部分的那圈之外，将连续的第二电极和一个或多个分隔件绕心轴卷绕至少一圈。该方法还包括将第二电极部分绕心轴卷绕一圈。第二电极部分包括间断的电极的第二部分。该方法还包括除了第二电极部分的那圈之外，将连续的第二电极和一个或多个分隔件绕心轴卷绕至少一圈。

附图说明

图1是具有用于为车辆提供全部或部分动力的电池系统的车辆的实施例的透视图；

图2图示了图1的车辆的实施例的剖面示意图，该车辆是以混合动力电动车辆的形式提供的；

图3是根据一个实施例的电化学电池的透视图；

图4是图3所示的电化学电池沿图3中的线4-4的局部横截面图；

图5是用于根据一个实施例的电化学电池的电极和分隔件的局部横截面图；

图6是根据一个实施例以包卷结构的形式提供的电池元件的透视图；

图7是图6所示的电池元件沿图6中的线7-7的横截面图；

图8是根据一个实施例的制造电化学电池的方法的流程图；

图9是根据一个实施例的具有间断正电极的退绕电池元件的分解横截面图；

图10是具有位于间断正电极的段之间的绝缘聚合材料的退绕电池元件的分解横截面图；

图11是具有位于间断正电极的段之间的导电材料的退绕电池元件的分解横截面图；

图12是根据一个实施例的制造具有间断电极的电化学电池的方法的流程图；

图13是根据一个实施例的具有位于同心元件之间的分隔件的电池元件的侧视横截面图；和

图14是根据一个实施例的具有位于同心卷绕元件之间的分隔件的电池元件的俯视横截面图。

具体实施方式